徐紅麗,張道長,馮 麗
(煙臺市水文局,山東 煙臺264000)
降水是水文循環(huán)的重要環(huán)節(jié),是體現(xiàn)某一地區(qū)水資源狀況的重要指標,是氣象、水文觀測的重要內(nèi)容。降水資料是水文基礎(chǔ)資料,在水利、交通、工礦、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,需要降水資料推求徑流量和設(shè)計洪水,以保證工程的行洪安全;利用降水資料進行洪水預(yù)報,可為抗洪搶險提供寶貴雨情信息,起到災(zāi)前預(yù)警作用;同時,降水資料還是水資源調(diào)查評價、生態(tài)環(huán)境評價的重要資料,與經(jīng)濟社會發(fā)展密不可分。雨量站做為收集降水資料的重要載體,它的布設(shè)數(shù)量與合理性直接影響降水資料的收集與降水資料的質(zhì)量。
煙臺市地處膠東半島中部,總面積1.37 萬km2,屬暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候,氣候宜人,年平均氣溫11~12.5℃,全市多年平均年降水量680.8 mm,汛期降水集中,汛期4 個月降水約占全年降水量的70%~75%。
自建國初期到20 世紀80 年代,煙臺市建設(shè)的雨量站均為國家基本雨量站,雨量站網(wǎng)規(guī)模較小。至2010 年,煙臺市域內(nèi)有78 個基本雨量站,8 個水資源監(jiān)測站。雨量站網(wǎng)的初步建成為煙臺市收集了寶貴的降水資料,為煙臺進行區(qū)域降水情勢分析、水資源調(diào)查等研究提供了基礎(chǔ)性資料,發(fā)揮了不可替代的作用。但是,隨著城市化規(guī)模不斷擴大,水資源供需矛盾日益突出,需要有更多數(shù)量的雨量站網(wǎng)提供降水資料,以對水資源進行有效管理;另外,由于各縣(市、區(qū))雨量站分布不平衡、局域性降水資料嚴重缺乏,導(dǎo)致在城市防洪、水資源合理利用、建設(shè)海綿城市等方面因降水資料的匱乏而出現(xiàn)困難,而原有雨量站網(wǎng)數(shù)量偏少、布設(shè)不均等問題日益凸顯,經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)等都對雨量站網(wǎng)的數(shù)量和布局提出了新的要求。
據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》(SL34-92)中規(guī)定,雨量站數(shù)量應(yīng)與區(qū)域面積相吻合。如面積1 500 km2的縣級市,雨量站數(shù)量布設(shè)9~13 個較為合理,面積500 km2的縣級市,雨量站數(shù)量布設(shè)7~9 個比較合理。
按照規(guī)范要求,棲霞市雨量站數(shù)量較為充足,招遠市、海陽市、牟平區(qū)勉強能夠達到規(guī)范要求,其它縣(市、區(qū))的雨量站數(shù)量則達不到規(guī)范要求,雨量站數(shù)量不足,且區(qū)域內(nèi)部及各區(qū)域之間分配都不均勻,導(dǎo)致無法準確對指定區(qū)域開展降水徑流分析、水資源評價等工作,常常需要借用相鄰區(qū)域的降水資料進行分析計算。
據(jù)要求“十二五”期間,按照山丘區(qū)30 km2一站,平原區(qū)50 km2一站的標準進行配套建設(shè)。建成后,煙臺市雨量站網(wǎng)基本得到完善,雨量站數(shù)量達到266 處,基本能夠滿足雨量分析的要求。全方位布設(shè)的雨量站對于收集更多、更準確的雨量信息起到關(guān)鍵作用,對于煙臺各縣(市、區(qū))降水資料的質(zhì)量改善具有積極意義。各縣(市、區(qū))雨量站數(shù)量及密度情況對比詳見表1。
由表1 可知,中小河流雨量站網(wǎng)建成后,煙臺市雨量站數(shù)量增加較快,相應(yīng)的布局也隨之趨于完善。
中小河流配套雨量站網(wǎng)建成后,煙臺市雨量站數(shù)量增加到266 個,使煙臺市雨量站數(shù)量得到充實,雨量站網(wǎng)結(jié)構(gòu)得到完善,降水資料更加完備。相比之前的雨量站網(wǎng),芝罘區(qū)、萊山區(qū)、福山區(qū)、開發(fā)區(qū)等地區(qū)雨量站網(wǎng)布局更為均勻。在本次中小河流配套雨量站建設(shè)中均合理增加了雨量站數(shù)量,開發(fā)區(qū)雨量站則從無到有,布設(shè)5 處雨量站,實現(xiàn)了零突破,雨量站的建設(shè)、降水資料的收集對于掌握本地區(qū)降水量、降水分布規(guī)律以及提前預(yù)防短時強降水引起的城市內(nèi)澇等次生災(zāi)害具有重要作用。對于掌握這些地區(qū)降水徑流規(guī)律,規(guī)劃水資源分配、進行水資源管理以及海綿城市的建設(shè)都具有指導(dǎo)意義。萊陽、蓬萊等市原先雨量站數(shù)量不足,分析降水徑流資料時經(jīng)常需要借用相鄰區(qū)域的降水資料,本次中小河流雨量站網(wǎng)建設(shè),雨量站數(shù)量也得到增加,布局較以往更為均衡,使本地區(qū)的降水資料更加完備,對研究本地區(qū)降雨徑流規(guī)律具有積極意義。
近些年,隨著城市化進程的加快,降水的下墊面條件迅速改變,導(dǎo)致降水規(guī)律也發(fā)生很大改變;同時受全球氣候的影響,極端天氣頻發(fā),局部暴雨、大暴雨時有發(fā)生,造成城市嚴重內(nèi)澇。布局合理且數(shù)量充足的雨量站網(wǎng)可以收集更多的降水資料,對降水資料進行去偽存真,從而監(jiān)測到暴雨中心和暴雨極值,在抗洪減災(zāi)決策、應(yīng)對極端天氣方面提供水文實測資料支持。
降水資料觀測和整理過程中,由于設(shè)備和人為的因素,不可避免會出現(xiàn)失誤,導(dǎo)致個別降水資料失真,當(dāng)雨量站數(shù)量匱乏時,就無法采用附近相鄰站點的資料進行比對參考,對可疑資料進行甄別。而目前雨量站數(shù)量充足,當(dāng)出現(xiàn)明顯不合理的觀測數(shù)據(jù)時,可以很容易找到相鄰站點的降水資料做為參考,對不合理的數(shù)據(jù)去偽存真,從而無形中提高降水資料的準確度和精度,使水文資料的質(zhì)量顯著提升。
我國的大江大河在過去不斷治理過程中,防洪體系逐漸完善,干流基本能夠抵御新中國成立以來出現(xiàn)的最大洪水。而目前,城鎮(zhèn)化的發(fā)展,使中小河流流域人口不斷增加,沿河流域出現(xiàn)經(jīng)濟重鎮(zhèn)、人口大鎮(zhèn),亟需設(shè)立水文站、雨量站等機構(gòu)進行暴雨預(yù)警。但是,大部分中小河流還沒有得到有效治理,防洪標準偏低,水利部公布的數(shù)據(jù)顯示,在中小河流發(fā)生的水害災(zāi)害占全國水害災(zāi)害損失約80%。因此,在中小河流流域內(nèi)布設(shè)配套雨量站,可以為中小河流新建水文站提供雨量信息,從而掌握中小河流暴雨洪水規(guī)律,發(fā)揮中小河流雨量站預(yù)報預(yù)警作用,這也是經(jīng)濟發(fā)展到一定程度的必然要求。